理解電表的內(nèi)阻提高分析電路的能力

鄭育球

【摘 要】本文從教學(xué)實(shí)例出發(fā)，闡述在物理教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生理解電表的內(nèi)阻，以達(dá)到提高學(xué)生在電路方面的分析能力。

【關(guān)鍵詞】物理;實(shí)例;電阻;分析能力

從事電器維修的人員都知道，如果要對(duì)某一段電路作精確的測(cè)量時(shí)，電壓表的內(nèi)阻我們是需要考慮的，因?yàn)樗鼤?huì)影響測(cè)量結(jié)果。我是一個(gè)業(yè)余維修人員，對(duì)這方面體會(huì)深刻，而初中階段，學(xué)生的電路都非常簡(jiǎn)單，基本上不考慮這方面的影響，所以我們教學(xué)生分析電路時(shí)，可以把電壓表看成是一個(gè)阻值非常大的定值電阻，連接到電路上看成是開(kāi)路，電流表的阻值非常小，連接在電路上可看成是一根導(dǎo)線，再根據(jù)串、并聯(lián)電路電流電壓特點(diǎn)去分析電路，這樣我們就解決了學(xué)生識(shí)圖的一大障礙，使學(xué)生在短期內(nèi)能正確分析電路，下面結(jié)合實(shí)例作具體分析：

例一、如圖1所示，電源電壓不變，閉合電路中的S后，燈L1.L2都發(fā)光，一段時(shí)間后，其中一盞燈突然熄滅，電壓表V1的示數(shù)變大，電壓表V2的示數(shù)變小，試分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是（）。

A、燈L1斷路 ? ? ? ? ?B、燈L2斷路

C、燈L1短路 ? ? ? ? ?D、燈L2短路

分析：要分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因，先要弄清L1、L2的連接方式，V1和V2直接去掉，A用導(dǎo)線代替后，電路圖1等效為圖2，由圖2可知：L1、L2是串聯(lián)，由于是其中的一盞燈熄滅，另一盞仍亮著，故L1、L2可能是斷路，V1的示數(shù)增大，說(shuō)明L1兩端的電壓增大，V2的示數(shù)變小，說(shuō)明連接V2兩端的電阻變?。↙2短路），因?yàn)榇?lián)電路中，電壓的分配與電阻的大小成正比。故選D。

例二、如圖3所示，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P從中點(diǎn)向b端滑動(dòng)過(guò)程中問(wèn)：

⒈電壓表示數(shù)有什么變化？

⒉電流表A1、A2的示數(shù)有什么變化？

⒊燈泡L的亮度有什么變化？

分析與解答：首先把電壓表V去掉，把A1、A2當(dāng)成是一根導(dǎo)線，畫(huà)成等效圖4，從圖4可以看出，燈L與滑動(dòng)變阻器是并聯(lián)的，據(jù)此可看到A1測(cè)的是通過(guò)滑動(dòng)變阻器的支路電流，A2測(cè)的是干路電流，電壓表V測(cè)的是電源電壓，因此當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從中點(diǎn)向b端滑動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)不變，由于滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻會(huì)增大，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的支路電流會(huì)變小，即A1的示數(shù)變小，通過(guò)A2的干路電流會(huì)減小，即A2的示數(shù)會(huì)變小，又因?yàn)長(zhǎng)兩端的電壓不變，所以燈泡L的亮度不變（功率不變）。

例三、如圖5所示，閉合開(kāi)關(guān)S后，電壓表和電流表會(huì)損壞嗎？

如果把電流表去掉，燈L會(huì)發(fā)光嗎？

分析與解答：這是一道較為特殊的電路圖，按照電壓表和電流表的使用規(guī)則，電壓表是要并聯(lián)在被測(cè)電路上，電流表串聯(lián)在被測(cè)電路上，而這一道題則相反，電壓表串聯(lián)在被測(cè)電路中，電流表并聯(lián)在燈泡的兩端。解答此題我們同樣可以用上述方法解答，把電流表當(dāng)成是一根導(dǎo)線，其等效圖如圖6所示，可以看出電壓表測(cè)的是電源電壓（3V），故電壓表不會(huì)損壞，由于電壓表的電阻非常大，電流表就相當(dāng)于與一個(gè)阻值很大的電阻串聯(lián)，故流過(guò)電流表的電流就非常小，電流表也不會(huì)被損壞。如果把電流表去掉，則燈L與電壓表串聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻很大，電路中的電流非常小，燈L不可能發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配與電阻成正比可知，電壓表的示數(shù)會(huì)接近電源電壓（3V）。

實(shí)踐證明，如果遇到電路圖中有電流表與電壓表的，采取上述方法去分析，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果會(huì)很好，學(xué)生過(guò)好了識(shí)圖關(guān)，學(xué)生學(xué)習(xí)電功率這一章就會(huì)感覺(jué)輕松了許多。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀潤(rùn)，測(cè)量電表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路分析[J]，陰山學(xué)刊（自然科學(xué)版），2003.01.

[2]孫福貴，消除電表內(nèi)阻引起誤差的多種電路設(shè)計(jì)[J]，山西教育：高考理科，2005.11.